本发明涉及隧道掘进领域，具体说是一种隧道防水板安装设备。
背景技术：
在隧道施工完成初期支护后,在施工二次衬砌前需要铺设一层防水材料,防水材料铺设作为隧道施工的一个重要环节，防水材料铺设质量和铺设进度直接影响隧道施工的质量。防水材料铺设传统施工方式为人工铺设,人工铺设时需要转动防水材料卷用于展开防水板,同时需要移动防水材料卷,但由于防水材料卷重量很重，操作起来非常不方面，需要人工多，铺设时间长，并且防水材料与初支面密贴性不好，容易产生鼓包而导致二衬混凝土空洞，铺设质量得不到保障。
专利cn105736021a中提供了一种隧道自动防水板台车，主要包括台车主体、行走小车、卷布装置、辗压装置以及小车行走轨道。该隧道自动防水板台车通过卷布装置实现了防水板的自动施放,并通过辗压装置将施放的防水布与隧道壁辗压贴紧,避免防水板发生褶皱,且辗压装置可以随行走小车沿小车行走轨道移动而适用于整个隧道轮廓，但由于其小车行走的方式采用齿轮齿条的形式，齿条安装在小车行走轨道的轨头上表面，由于隧道截面多为不同曲率连接起来的光滑曲线，行走轨道亦为不同曲率连接起来的光滑曲线，所以齿条需要加工成不同曲率且需要布置整个截面，齿条加工精度要求高，加工难度大，长度长，制作成本高，而且其体积是固定大小，不能进行折叠，不易于搬运。专利cn204267053u、cn107559025a分别提供一种采用卷扬结构和链轮链条使小车在小车轨道上行走的防水板台车，滑轮或链轮沿行走轨道和门架上布置多处，滑轮或链轮数量较多，传动设置和安装复杂，制作成本高，安装维护不方便。cn11005451b提出本发明涉及一种可折叠拱架式隧道防水板安装车，包括下车体、设于下车体上并与所述下车体进行伸展/折叠的支撑架、展板臂架、设于所述展板臂架上的展板压紧装置、可进行伸展/折叠的行走轨道、行走小车和旋转臂架；所述展板臂架和展板压紧装置均与所述行走小车进行伸展/折叠，位于所述支撑架上的旋转臂架通过所述行走小车带动所述展板臂架以及展板压紧装置沿行走轨道移动以实现隧道防水板的安装。
因此，设计一种结构简单、易于搬运、安装操作方便、自动铺设防水板、铺设质量好、效率高的隧道防水板安装设备具有重要的意义。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种隧道防水板安装装置，能够自动铺设防水板，降低工人的劳动强度，施工速度快、效率高，整个设备可不拆装进行运输，到达工地后能快速展开进行施工作业。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种隧道防水板安装装置，包括隧道初支面、展板臂架系统、转动系统、臂架及控制系统组成，其中转动系统包括作业小车、支撑架、旋转控制架、旋转控制架凹槽、转轴c、带齿轮轴承、带齿轮轴承导向槽、齿槽、液压系统、电机b、转轴d、转轴e；臂架包括臂架a和臂架b；展板臂架系统包括压紧调节板、操作平台、压紧调节轮支撑柱、压紧调节轮动力弹簧、压紧调节轮b、压紧调节轮a、防水板、导向轮、防水板旋转桶固定柱、转轴a、导向轮固定柱、防水板旋转桶、转轴b、电机a、控制系统、压紧调节轮动力弹簧支撑垫；所述支撑架与作业小车垂直转动连接，旋转控制架底端嵌入支撑架内且支撑架与旋转控制架端面相平，支撑架与旋转控制架端面通过转轴c与臂架a转动连接，臂架a一端通过带齿轮转轴连接于旋转控制架凹槽内，臂架b另一端连接压紧调节板，臂架a和臂架b滑动连接,压紧调节板顶面连接压紧调节轮支撑柱和导向轮固定柱，压紧调节轮支撑柱端部为压紧调节轮b和压紧调节轮a，导向轮固定柱顶部为导向轮，压紧调节轮b、压紧调节轮a顶部为防水板，防水板紧贴隧道初支面。
进一步，所述支撑架底部两端设置转轴d，转轴d与作业小车转动连接，支撑架前端距离转轴d上方40cm位置设置转轴e,转轴e与液压系统顶部转动连接，液压系统底部连接与作业小车，通过液压系统顶推支撑架沿着转轴d转动至与作业小车处于垂直状态。
进一步，所述旋转控制架底端嵌入支撑架内且支撑架与旋转控制架端面相平，旋转控制架为圆弧形，弧度为190度，旋转控制架中间设置为旋转控制架凹槽，旋转控制架凹槽底端设置带齿轮轴承导向槽，旋转控制架凹槽外侧面设置为齿槽，旋转控制架凹槽内安装带齿轮转轴，带齿轮转轴与齿槽协同工作，带齿轮转轴一端安装在带齿轮转轴导向槽内，另一端穿过臂架a连接电机b，保证带齿轮转轴在电机b驱动下沿着齿槽转动并带动臂架a沿着转轴c转动。
进一步，所述臂架b的一端插入臂架a的槽口内，臂架b可沿臂架a做相对伸缩移动。
进一步，所述臂架b顶端固定连接压紧调节板，沿着压紧调节板上面横向设置一组导向轮，一组压紧调节轮a、一组压紧调节轮b，其中4个导向轮为一组，3个压紧调节轮a为一组，4个压紧调节轮b为一组。
进一步，所述压紧调节轮a和压紧调节轮b中心两侧分别连接压紧调节轮支撑柱，压紧调节轮支撑柱内为圆形的压紧调节轮动力弹簧，压紧调节轮动力弹簧顶端为压紧调节轮动力弹簧支撑垫，压紧调节轮动力弹簧支撑垫上面为转轴a，转轴a穿越压紧调节轮a和压紧调节轮b中心，通过压紧调节轮动力弹簧作用使压紧调节轮a和压紧调节轮b沿着隧道初支面将防水板铺平；导向轮中心两侧通过转轴a连接导向轮固定柱，导向轮固定柱高度为压紧调节轮支撑柱一半。
进一步，所述臂架b上面转轴b与操作平台固定连接，转轴b两端分别安装电机a，通过电机a转动调节操作平台与臂架b的角度，控制系统安装在操作平台外护栏上。
进一步，所述操作平台为伸缩平台，通过平台拉伸调整作业人员工作范围。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。
隧道防水板安装装置设置支撑架、旋转控制架、压紧调节板、操作平台，通过旋转控制架控制臂架沿着隧道进行转动，旋转臂架既能绕回转中心旋转，长度又能伸缩可变，满足隧道周向作业条件，通过设置压紧调节板上面设置压紧调节轮满足防水板与隧道初支面的紧密接触，通过设置操作平台调整角度满足作业人员安全。
设备可不拆装进行运输，易于搬运，到达工地后能快速展开进行施工作业，大大降低施工辅助时间。设备可以重复多次利用，具有通用性强、安全可靠，效率高、成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的起始工作状态结构示意图。
图2是本发明的正常工作状态结构示意图。
图3是本发明的正常工作状态结构侧视图。
图4是本发明的未工作状态结构侧视图。
图5是本发明的正常工作状态结构俯视图。
图6是本发明的未工作状态结构俯视图。
图7是图2中a部放大图。
图8是图2中a部俯视图。
图9是图2中a部侧视图。
图10是图7中b部主视图。
图11是图7中b部侧视图。
图12是图7中b部俯视图。
图13是旋转控制架结构示意图。
图14是图13中c-c截面剖面图。
附图说明
隧道初支面1、作业小车2、支撑架3、旋转控制架4、旋转控制架凹槽5、臂架a6、臂架b7、压紧调节板8、操作平台9、压紧调节轮支撑柱10、压紧调节轮动力弹簧11、压紧调节轮b12、压紧调节轮a13、防水板14、导向轮15、防水板旋转桶固定柱16、转轴a17、导向轮固定柱18、防水板旋转桶19、转轴b20、转轴c21、带齿轮转轴22、带齿轮轴承导向槽221、齿槽222、液压系统23、电机a24、电机b25、控制系统26、转轴d27、转轴e28、压紧调节轮动力弹簧支撑垫29。
具体实施方式
下面将结合图1至图14详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种隧道防水板安装装置，包括隧道初支面1、展板臂架系统、转动系统、臂架及控制系统组成，其中转动系统包括作业小车2、支撑架3、旋转控制架4、旋转控制架凹槽5、转轴c21、带齿轮轴承22、带齿轮轴承导向槽221、齿槽222、液压系统23、电机b25、转轴d27、转轴e28；臂架包括臂架a6和臂架b7；展板臂架系统包括压紧调节板8、操作平台9、压紧调节轮支撑柱10、压紧调节轮动力弹簧11、压紧调节轮b12、压紧调节轮a13、防水板14、导向轮15、防水板旋转桶固定柱16、转轴a17、导向轮固定柱18、防水板旋转桶19、转轴b20、电机a24、控制系统26、压紧调节轮动力弹簧支撑垫29；所述支撑架3与作业小车2垂直转动连接，旋转控制架4底端嵌入支撑架3内且支撑架3与旋转控制架4端面相平，支撑架3与旋转控制架4端面通过转轴c与臂架a6转动连接，臂架a6一端通过带齿轮转轴22连接于旋转控制架凹槽5内，臂架b7另一端连接压紧调节板8，臂架a6和臂架b7滑动连接,压紧调节板8顶面连接压紧调节轮支撑柱10和导向轮固定柱18，压紧调节轮支撑柱10端部为压紧调节轮b12和压紧调节轮a13，导向轮固定柱18顶部为导向轮15，压紧调节轮b12、压紧调节轮a13顶部为防水板14，防水板14紧贴隧道初支面1。
进一步，所述支撑架3底部两端设置转轴d27，转轴d27与作业小车2转动连接，支撑架3前端距离转轴d27上方40cm位置设置转轴e28,转轴e28与液压系统23顶部转动连接，液压系统23底部连接与作业小车2，通过液压系统23顶推支撑架3沿着转轴d27转动至与作业小车2处于垂直状态。
进一步，所述旋转控制架4底端嵌入支撑架3内且支撑架3与旋转控制架4端面相平，旋转控制架4为圆弧形，弧度为190度，旋转控制架4中间设置为旋转控制架凹槽5，旋转控制架凹槽5底端设置带齿轮轴承导向槽221，旋转控制架凹槽5外侧面设置为齿槽222，旋转控制架凹槽5内安装带齿轮转轴22，带齿轮转轴22与齿槽222协同工作，带齿轮转轴22一端安装在带齿轮转轴导向槽221内，另一端穿过臂架a6连接电机b25，保证带齿轮转轴22在电机b25驱动下沿着齿槽222转动并带动臂架a6沿着转轴c21转动。
进一步，所述臂架b7的一端插入臂架a6的槽口内，臂架b7可沿臂架a6做相对伸缩移动。
进一步，所述臂架b7顶端固定连接压紧调节板8，沿着压紧调节板8上面横向设置一组导向轮15，一组压紧调节轮a13、一组压紧调节轮b12，其中4个导向轮15为一组，3个压紧调节轮a13为一组，4个压紧调节轮b12为一组。
进一步，所述压紧调节轮a13和压紧调节轮b12中心两侧分别连接压紧调节轮支撑柱10，压紧调节轮支撑柱10内为圆形的压紧调节轮动力弹簧11，压紧调节轮动力弹簧11顶端为压紧调节轮动力弹簧支撑垫29，压紧调节轮动力弹簧支撑垫29上面为转轴a17，转轴a17穿越压紧调节轮a13和压紧调节轮b12中心，通过压紧调节轮动力弹簧11作用使压紧调节轮a13和压紧调节轮b12沿着隧道初支面1将防水板14铺平；导向轮15中心两侧通过转轴a17连接导向轮固定柱18，导向轮固定柱18高度为压紧调节轮支撑柱10一半。
进一步，所述臂架b7上面转轴b20与操作平台9固定连接，转轴b20两端分别安装电机a24，通过电机a24转动调节操作平台9与臂架b7的角度，控制系统26安装在操作平台9外护栏上。
进一步，所述操作平台9为伸缩平台，通过平台拉伸调整作业人员工作范围。
工作原理。
将作业小车2开至隧道防水层预施工段地面中心位置并将作业小车2固定，启动液压系统23，液压系统23通过顶推转轴e28带动支撑架3沿着转轴d27转动，同时旋转控制架4与支撑架3、臂架a6同步转动，当支撑架3、旋转控制架4、臂架a6转动至与地面垂直情况下关闭液压系统23，根据隧道半径大小调整臂架a7长度，确保操作平台满足要求。
启动电机b25，带齿轮转轴22一端安装在带齿轮轴承导向槽221内，另一端安装在臂架a6内，电机b25转动带动带齿轮转轴22转动，通过带齿轮转轴22与齿槽222配合工作，带动带齿轮转轴22沿着旋转控制架凹槽5转动，同时带动臂架a6沿着转轴c21转动，臂架a6与臂架a7及压紧调节板8同时转动，当压紧调节板8转动至隧道底端时停止电机b25，将防水板14安装在防水板旋转桶19上，将防水板14一端拉伸绕过导向轮15、压紧调节轮b12、压紧调节轮a13，调整臂架b7通过压紧调节板8及防水板旋转桶固定柱16将压紧调节轮b12、压紧调节轮a13压紧防水板，将防水板14压紧于隧道初支面1并进行初始固定防水板。
根据防水板施工进度，作业人员通过控制系统26启动电机b25，电机b25转动带动带齿轮转轴22转动，通过带齿轮转轴22与齿槽221配合工作，带动带齿轮转轴22沿着旋转控制架凹槽5转动，同时带动臂架a6、压紧调节板8沿着转轴c21转动，因为隧道初支面1不平整，通过压紧调节轮动力弹簧11顶推压紧调节轮动力弹簧支撑垫29调节压紧调节板8与隧道初支面1之间距离，确保压紧调节轮b12、压紧调节轮a13与隧道初支面1压紧状态。
根据臂架a7作业角度的变化，通过启动电机a24转动随时调整操作平台9角度确保操作平台9始终处于水平状态，确保作业人员安全。
当防水板施工至隧道另一端后停止电机b25作业，切断防水板后将臂架a7缩短，启动电机b25反方向转动将压紧调节板8复原至初始工作位置，挪动作业小车2进行相邻防水板施工并进行防水板连接。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
1.一种隧道防水板安装装置，其特征在于：包括隧道初支面(1)、展板臂架系统、转动系统、臂架及控制系统组成，其中转动系统包括作业小车(2)、支撑架(3)、旋转控制架(4)、旋转控制架凹槽(5)、转轴c(21)、带齿轮轴承(22)、带齿轮轴承导向槽(221)、齿槽(222)、液压系统(23)、电机b(25)、转轴d(27)、转轴e(28)；臂架包括臂架a(6)和臂架b(7)；展板臂架系统包括压紧调节板(8)、操作平台(9)、压紧调节轮支撑柱(10)、压紧调节轮动力弹簧(11)、压紧调节轮b(12)、压紧调节轮a(13)、防水板(14)、导向轮(15)、防水板旋转桶固定柱(16)、转轴a(17)、导向轮固定柱(18)、防水板旋转桶(19)、转轴b(20)、电机a(24)、控制系统(26)、压紧调节轮动力弹簧支撑垫(29)；所述支撑架(3)与作业小车(2)垂直转动连接，旋转控制架(4)底端嵌入支撑架(3)内且支撑架(3)与旋转控制架(4)端面相平，支撑架(3)与旋转控制架(4)端面通过转轴c与臂架a(6)转动连接，臂架a(6)一端通过带齿轮转轴(22)连接于旋转控制架凹槽(5)内，臂架b(7)另一端连接压紧调节板(8)，臂架a(6)和臂架b(7)滑动连接,压紧调节板(8)顶面连接压紧调节轮支撑柱(10)和导向轮固定柱(18)，压紧调节轮支撑柱(10)端部为压紧调节轮b(12)和压紧调节轮a(13)，导向轮固定柱(18)顶部为导向轮(15)，压紧调节轮b(12)、压紧调节轮a(13)顶部为防水板(14)，防水板(14)紧贴隧道初支面(1)。
2.根据权利要求1所述一种隧道防水板安装装置，其特征在于：支撑架(3)底部两端设置转轴d(27)，转轴d(27)与作业小车(2)转动连接，支撑架(3)前端距离转轴d(27)上方40cm位置设置转轴e(28),转轴e(28)与液压系统(23)顶部转动连接，液压系统(23)底部连接与作业小车(2)，通过液压系统(23)顶推支撑架(3)沿着转轴d(27)转动至与作业小车(2)处于垂直状态。
3.根据权利要求1所述一种隧道防水板安装装置，其特征在于：旋转控制架(4)底端嵌入支撑架(3)内且支撑架(3)与旋转控制架(4)端面相平，旋转控制架(4)为圆弧形，弧度为190度，旋转控制架(4)中间设置为旋转控制架凹槽(5)，旋转控制架凹槽(5)底端设置带齿轮轴承导向槽(221)，旋转控制架凹槽(5)外侧面设置为齿槽(222)，旋转控制架凹槽(5)内安装带齿轮转轴(22)，带齿轮转轴(22)与齿槽(222)协同工作，带齿轮转轴(22)一端安装在带齿轮转轴导向槽(221)内，另一端穿过臂架a(6)连接电机b(25)，保证带齿轮转轴(22)在电机b(25)驱动下沿着齿槽(222)转动并带动臂架a(6)沿着转轴c(21)转动。
4.根据权利要求1所述一种隧道防水板安装装置，其特征在于：臂架b(7)的一端插入臂架a(6)的槽口内，臂架b(7)可沿臂架a(6)做相对伸缩移动。
5.根据权利要求1所述一种隧道防水板安装装置，其特征在于：臂架b(7)顶端固定连接压紧调节板(8)，沿着压紧调节板(8)上面横向设置一组导向轮(15)，一组压紧调节轮a(13)、一组压紧调节轮b(12)，其中4个导向轮(15)为一组，3个压紧调节轮a(13)为一组，4个压紧调节轮b(12)为一组。
6.根据权利要求5所述一种隧道防水板安装装置，其特征在于：压紧调节轮a(13)和压紧调节轮b(12)中心两侧分别连接压紧调节轮支撑柱(10)，压紧调节轮支撑柱(10)内为圆形的压紧调节轮动力弹簧(11)，压紧调节轮动力弹簧(11)顶端为压紧调节轮动力弹簧支撑垫(29)，压紧调节轮动力弹簧支撑垫(29)上面为转轴a(17)，转轴a(17)穿越压紧调节轮a(13)和压紧调节轮b(12)中心，通过压紧调节轮动力弹簧(11)作用使压紧调节轮a(13)和压紧调节轮b(12)沿着隧道初支面(1)将防水板(14)铺平；导向轮(15)中心两侧通过转轴a(17)连接导向轮固定柱(18)，导向轮固定柱(18)高度为压紧调节轮支撑柱(10)一半。
7.根据权利要求1所述一种隧道防水板安装装置，其特征在于：臂架b(7)上面转轴b(20)与操作平台(9)固定连接，转轴b(20)两端分别安装电机a(24)，通过电机a(24)转动调节操作平台(9)与臂架b(7)的角度，控制系统(26)安装在操作平台(9)外护栏上。
8.根据权利要求1所述一种隧道防水板安装装置，其特征在于：操作平台(9)为伸缩平台，通过平台拉伸调整作业人员工作范围。
技术总结